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Stanzteile

Konstrukteure

Bei der Gestaltung von umgeformten Bauteilen steht Ihnen eine riesige Auswahl verschiedenster Werkstoffe zur Verfügung. Unabhängig von der Menge die Sie für Ihr Produkt einsetzen ist die Nutzung von Materialien die marktgängig sind ein Beitrag zur Kostendämpfung und für flexible Verfügbarkeit. Sollten also nicht gerade spezielle technische Anforderungen explizit entgegenstehen versuchen Sie Materialien aus der folgenden Aufstellung zu nutzen.

Grundsätzlich bekommen Sie nahezu jede Materialstärke aber Verfügbarkeit und Preis sind nicht überall gleich günstig. Manchmal führt der Gedanke durch eine Materialdickenreduktion das Einsatzgewicht und damit die Kosten zu senken zum Gegenteil. Ab etwa 0,5mm Materialstärke steigt der Aufwand zur Herstellung des dünneren Materials schneller als der Gewinn durch reduziertes Gewicht. Vermeiden Sie wenn möglich Zwischengrößen bei der Materialstärke.

Material-gruppe
Material-familieMaterialsorterelative Kostent mint max
Leicht-metall
Aluminium-legierungAl 99,5 hh0,53,0
AlMg3 G220,53,0
Stahlblanker StahlDD112,06,0
DD122,06,0
QSte380
DC010,53,0
DC030,53,0
verzinkter StahlDX510,53,0
DX530,53,0
Edelstahl1.40160,53,0
1.43010,53,0
1.45710,53,0
Federstahl Festigkeit wählbar von 700 bis 2000 N/qmmCk450,31,5
Ck600,31,5
Federstahl nichtrostend wählbar von 700 bis 1800 N/qmm1.43100,31,0
Buntmetall
MessingMs630,52,0
Ms560,52,0
BronzeCuSn60,52,0
CuSn40,52,0
KupferE-Cu0,52,0
SF-Cu0,53,0

Es gibt geometrische Elemente die schwierig herzustellen sind. Wenn möglich verzichten Sie darauf. Beispiele dafür sind:

Innenradien die kleiner sind als die Blechstärke = t, bei Federstählen die in gehärtetem oder kaltverfestigten Zustand verformt werden müssen reicht teilweise sogar ein Innenradius von 4 x t nicht für eine prozeßsichere Biegebearbeitung aus.

Lochdurchmesser oder schmale Schlitze deren Abmessungen kleiner sind als t, schlanke lange Stege die schmaler als t sind. Diese Elemente sind grundsätzlich herstellbar bedingen aber einen höheren Werkzeugaufwand und eine erhöhte Reparaturanfälligkeit.

Vermeiden Sie Ziehkonturen mit engen Radien am Einlauf und am Boden des Teiles. Vermeiden Sie kleine schlanke Ziehkonturen speziell wenn diese in größeren umliegenden ebenen Flächen liegen.Vermeiden Sie hohe gezogene Düsen (Durchzüge)

Wo möglich bringen Sie Freischnitte am Beginn und am Ende von Biegezonen an. Versteifungssicken oder umgestellte Ränder bringen oft mehr Zugewinn an Festigkeit als teures Material oder zusätzliche Masse.

Bedenken Sie, dass es bei Biegeoperationen am Teil zu Aufstauchungen kommt. Diese Erscheinung wird mit zunehmender Materialstärke immer ausgeprägter. Prüfen Sie ob solche Aufstauchungen stören und falls ja bringen Sie bitte einen Hinweis darauf in die Zeichnung denn nicht jeder Lieferant denkt daran dies zu hinterfragen. Dieses Phänomen wird oft vergessen und führt dann später eventuell zu Komplikationen.

Versuchen Sie Zonen am Teil zu benennen welche für die Anbindung des Teiles an den Materialstreifen benutzt werden dürfen. Das Abtrennen der Anbindung wird einfacher wenn ein ca. 0,2mm tiefer Rücksprung oder Vorsprung zulässig ist.

Gratfreies Stanzen gibt es nicht. Durch die Rißbildung während des Eindringens des Schneidstempels in das Material und das anschließende Abreißen des Butzens entstehen Grate. Die Entfernung solcher Grate ist aufwändig. Prüfen Sie ob Sie wirklich eine entgratete Kantenausführung brauchen oder ob es akzeptable Grenzwerte für die Gratbildung gibt. Im Zweifel ist es besser eine Grenze für den Grat zu spezifizieren. Manchmal stört der Grat auch nur auf einer bestimmten Seite. Falls ja bezeichnen Sie die gegenüberliegende Seite mit “Stanzgratseite oder Gratseite”

Es gibt eine unüberschaubare Vielzahl von Oberflächenveredelungen. An dieser Stelle ist es schlicht unmöglich dieses Thema erschöpfend zu behandeln. Da es aber um Geld geht wollen wir eine grobe Richtlinie für das Thema Korossionsschutz geben.

Metallische galvanische Überzüge (bekanntestes Beispiel ist das Verzinken) sind erprobte und bewährte Schutzüberzüge mit überschaubaren Kosten. Treten zu den Korossionsschutzanforderungen auch noch Farbvorgaben kommt man an organischen Überzügen wie Lack, Pulverbeschichtung oder kathodischer Tauchlackierung nicht vorbei. Aluminiumwerkstoffe sofern diese geeignet ausgewählt werden, geben über Eloxalbehandlung ebenfalls die Möglichkeit die Farberscheinung zu verändern. Die nachfolgende Tabelle listet die relativen Kosten einiger ausgewählter Verfahren auf und kann als grobe Richtschnur dienen. Grundsätzlich ist die Verwendung von vorveredeltem Material günstiger als eine nachfolgende Oberflächenbehandlung.

Präzision kostet Geld noch mehr Präzision kostet noch mehr Geld, aber zu wenig Präzision ist oft die teuerste aller Alternativen. Es gilt der einfache Grundsatz: “So genau wie nötig so ungenau wie möglich”.

Schneidekonturen können auch zu überschaubaren Kosten recht genau gefertigt werden (Konturtoleranz 0,05mm), wenn man in Kauf nehmen kann, dass über die Bruchfläche der Traganteil nicht 100% beträgt, da der Restbruch einfacher Schnitte je nach Materialqualität und Materialstärke zwischen 1/3 und 2/3 der Materialdicke beträgt. Wenn hohe Flächentraganteile gefordert werden steigen Werkzeugkosten teilweise rapide an und auch die Teilekosten steigen wegen der teureren Maschinen zur Herstellung von Feinschneidteilen.

Biegemaße mit hoher Präzision (+/- 0,05mm) einzuhalten erfordert bei stark federnden Werkstoffen und bei mehrfachen Biegungen teils erheblichen Aufwand. Auch exakte Positionen geometrischer Elemente die durch mehrfache Biegungen beeinflußt werden, können teuer werden sofern diese nicht nach den Biegevorgängen gestanzt werden können. Versuchen Sie daher, sofern möglich, in solchen Fällen die Biegemaße so großzügig wie möglich zu tolerieren und die Schneidekonturen z.B. Lochabstände passend für die Funktionsfähigkeit zu tolerieren, da dies billiger ist. Die gleichzeitige Einhaltung von Innentoleranzen und Außentoleranzen an Ziehteilen ist ebenfalls teuer. Wo möglich sollten Sie nur die für die Funktion der Komponente wichtige Seite tolerieren.

Gerade bei Ziehteilen werden die Kosten deutlich höher wenn Grenzziehverhältnisse überschritten werden. Das Ziehverhältnis bezeichnet vereinfacht ausgedrückt den Quotienten aus dem Durchmesser des Ausgangsteils zum Durchmesser des Fertigteils. Leider kann man hier keine Faustregel angeben, da Tiefziehvorgänge je nach gewähltem Werkstoff, Materialdicke und Geometrie recht komplexe Prozesse werden können. Als grobe Richtschnur versuchen sie das Öffnungsmaß zur Tiefe möglichst groß zu wählen und wählen sie Radien möglichst groß.

Wer kennt das Problem nicht?

Ein neues Produkt wird entwickelt es besteht aus unterschiedlichsten Komponenten und unterschiedlichen Materialien die in den verschiedenen Fertigungsverfahren produziert werden müssen. Für jedes Detail ist man verantwortlich und in super kurzer Zeit soll alles erledigt sein.

Wir können Ihnen Ihre Aufgabe nicht abnehmen, aber für den Bereich Umformtechnik, Stanzteile, Biegeteile und Baugruppen können wir allgemeine Angaben machen welche Gestaltung sich positiv auf die Kosten auswirkt und welche nicht.

Ansatzpunkte sind dabei:

  • die Materialauswahl
  • die Toleranzen
  • die Geometrie
  • die Oberfläche

Bitte beachten Sie, dass diese allgemeinen Hinweise naturgemäß nicht Ihre konkrete Aufgabenstellung berücksichtigen können und wir aus diesem Grund grundsätzlich eine Haftung, die sich aus der Nutzung unserer Hinweise ergeben, ausdrücklich ausschliessen.

Verantwortung übernehmen wir jedoch gerne im Rahmen unserer Ingenieursleistungen. Hierbei erbringen wir konkret auf Ihre Aufgabenstellung bezogene Beratungsleistungen für die wir selbstverständlich einstehen.

Qualitäter

Es gibt bei umgeformten Teilen Merkmale deren Maße sich nur im Zuge von Verschleiß ändern können. Positionierfehler und ähnliche Schwankungen scheiden aus. Natürlich gibt es auch diese Art von Fehlern in Präzisionsstanzteilen. Bei der Bestimmung sinnvoller Prüfhäufigkeiten und Stichprobenumfang hilft Ihnen eine Einteilung dieser Merkmale in die obigen beiden Gruppen durch Ihren Lieferanten. Dieser muß wissen wie sein Produktionsprozeß aufgebaut ist und welchen Einflüssen das jeweilige Merkmal ausgesetzt ist. Weist der Lieferant das erste und das letzte Teil einer Produktionscharge aus genügt Ihnen die Prüfung von 2 Teilen um alle Teile der Charge damit maßlich zu erfassen. Dies gilt für die oben genannten nur durch Verschleiß veränderlichen Merkmale.

Häufig werden kritische Merkmale einer SPC geregelten Fertigung unterworfen. Je nach Produktionsprozeß kann es sich dabei auch um ein rein verschleißabhängiges Merkmal handeln. In solchen Fällen empfiehlt es sich auf die sonst übliche Zentrierung von Prozessen zu verzichten und den Prozeß deutlich außerhalb der Mitte zu beginnen. Durch den Verschleiß zentriert sich der Prozeß später von alleine die Erreichung der Verschleißmarke erfolgt dadurch aber später. Nehmen Sie den Lieferanten in die Pflicht dieser muß wissen wie seine Merkmale sich verhalten. Lassen sie sich Vorschläge zur Gestaltung von Prüfungen machen.

Sorgen Sie für eine allgemeinverbindliche Meßbasis und Meßprozedur. Vor allem bei dünnen und empfindlichen Präzisionsstanzteilen kann alleine durch unterschiedliche Meßprozeduren ein unterschiedliches Meßergebnis erzielt werden. Daraus ergeben sich vermeidbare Diskussionen.

Oft kommt es durch den weiteren Verbau von Präzisionsstanzteilen zu maßlichen Veränderungen am Stanzteil selbst. Klären Sie den Lieferanten auf was mit dem gelieferten Teil geschieht. Vereinbaren Sie Prüfungen die diese Umstände berücksichtigen. So müssen Prüfungen unter Umständen unter Ausübung bestimmter Kräfte oder aber in bestimmten Zwangspositionen vorgenommen werden, da es vorkommen kann, dass ein i.O. Teil in der Einbaulage plötzlich zum n.i.O. Teil wird. Ihr Lieferant sollte Ihnen sagen können welche Maßnahmen notwendig sind um solche Ausfälle im Vorfeld erkennen und vermeiden zu können.

Wer kennt das Problem nicht?

Ein neues Produkt wird entwickelt seine Zuverlässigkeit und Funktionsfähigkeit muß durch geeignete Tests und Prüfungen abgesichert werden. Für jedes Detail ist man verantwortlich und in super kurzer Zeit soll alles erledigt sein.

Wir können Ihnen diese Aufgabe nicht abnehmen, aber für den Bereich Umformtechnik, Stanzteile, Biegeteile und Baugruppen können wir allgemeine Angaben machen welche Prüfungen sinnvoll sind und welche Abläufe sich positiv auf die Kosten auswirken und welche nicht.

Ansatzpunkte sind dabei:

  • die Prüfhäufigkeit
  • der Prüfumfang
  • der Prüfzeitpunkt
  • die Auswahl der MerkmaleBitte beachten Sie, dass diese allgemeinen Hinweise naturgemäß nicht Ihre konkrete Aufgabenstellung berücksichtigen können und wir aus diesem Grund grundsätzlich eine Haftung, die sich aus der Nutzung unserer Hinweise ergeben, ausdrücklich ausschliessen.

Verantwortung übernehmen wir jedoch gerne im Rahmen unserer Ingenieursleistungen. Hierbei erbringen wir konkret auf Ihre Aufgabenstellung bezogene Beratungsleistungen für die wir selbstverständlich einstehen.

Einkäufer

Nein wir wollen Ihnen nicht erklären wie Einkaufen geht. Das können Sie sonst wären Sie nicht in der Position die Sie bekleiden. Wir wollen nur auf ein paar Besonderheiten hinweisen die sich im Umgang mit Projekten unseres Tätigkeitsbereiches ergeben und in dieser Form nicht für jedes zu beschaffende Produkt gelten.

Für die Mengen geeignete Produktionsmittel
Bei der Gestaltung von umgeformten Bauteilen steht Ihnen eine große Auswahl verschiedenster Produktionsweisen zur Verfügung. Angefangen vom einfachen Handeinlegewerkzeug für 200 Teile je Stunde bis zum Hochleistungswerkzeug mit über 1000 Teilen je Minute. Zwischen diesen Extremen liegen nicht nur in der Produktionsgeschwindigkeit Welten sondern leider auch bei den Kosten. Achten Sie darauf, dass für Ihre Mengen geeignete Verfahren ausgewählt werden. Dazu ist natürlich eine realistische Bedarfsschätzung Grundvoraussetzung. Es gibt immer wieder Fehlschätzungen das liegt in der Natur der Sache. Es muss aber klar sein, dass sich hier im Falle von Fehlern auch erhebliche Spätfolgen ergeben können. Die Beschaffung von besonderem Material kann bei großen Mengen problemlos möglich sein, fallen die Mengen jedoch unter einen kritischen Wert kann es zu erheblichen Beschaffungsengpässen bis hin zum Lieferabriss kommen. Gleiches gilt für die Benutzung hochproduktiver Einrichtungen. Ist die Produktion auf diese automatisierten Abläufe ausgerichtet wird der vermeintliche Kostenvorteil bei kleineren Mengen schnell zum Nachteil.

Lassen Sie sich im Zweifel von Ihrem Lieferanten verschiedene Produktionsszenarien berechnen. Fragen Sie ihn auch nach seinem Konzept für die EOP Mengen bzw. den allfälligen Ersatzbedarf.

Schaffen Sie klare Verhältnisse bezüglich des Eigentums von Produktionsmitteln (Werkzeugen, Einrichtungen) dies senkt eventuelle Kosten im Falle von Unstimmigkeiten in erheblichem Umfang.

Verlangen Sie für Werkzeuge welche sich in Ihrem Eigentum befinden die Überlassung der Konstruktionsunterlagen. Ein guter Lieferant wird damit keine Schwierigkeiten haben. Sie selber sorgen damit aber dafür, das das Werkzeug für Sie den Wert dauerhaft behält.

Stellen Sie den Versicherungsschutz für die Produktionsmittel sicher (Feuer, Diebstahl zufälliger Untergang). Sprechen Sie Ihren Lieferanten darauf an, ob er entsprechende Vorkehrungen getroffen hat.

Achten Sie darauf, dass nicht mehr eingesetzte Werkzeuge aus diesem Schutz wieder heraus genommen werden.

Wer kennt das Problem nicht?

Ein neues Produkt wird entwickelt die notwendigen Zukäufe müssen an zuverlässige und preiswerte Lieferanten vergeben werden. Für jedes Detail in der Versorgungskette ist man verantwortlich und in super kurzer Zeit soll alles erledigt sein.

Wir können Ihnen diese Aufgabe nicht abnehmen, aber für den Bereich Umformtechnik, Stanzteile, Biegeteile und Baugruppen können wir allgemeine Angaben machen welche Besonderheiten zu beachten sind und woraus sich eventuell hohe Folgekosten ergeben können.

Ansatzpunkte sind dabei:

  • die Festlegung von Losgrößen und Gesamtmenge
  • die Eigentumsverhältnisse der Produktionsmittel
  • die Absicherung gegen Verlust
  • die KonstruktionsunterlagenBitte beachten Sie, dass diese allgemeinen Hinweise naturgemäß nicht Ihre konkrete Aufgabenstellung berücksichtigen können und wir aus diesem Grund grundsätzlich eine Haftung, die sich aus der Nutzung unserer Hinweise ergeben, ausdrücklich ausschliessen.

Verantwortung übernehmen wir jedoch gerne im Rahmen unserer Ingenieursleistungen. Hierbei erbringen wir konkret auf Ihre Aufgabenstellung bezogene Beratungs-leistungen für die wir selbstverständlich einstehen.